[發(fā)明專利]機床及其操作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880080486.0
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN111480127A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·D·斯金納;D·P·特納
• 申請（專利權(quán)）人: 法孚蘭迪斯有限公司
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18;B24B19/12
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 王初

一種機床(2)，所述機床被配置為：接收限定待機加工到工件(20)上的輪廓(40、70、100)的輸入數(shù)據(jù)，所述輪廓被限定在垂直于所述工件的旋轉(zhuǎn)軸線(18)的平面中、并且在所述平面中為非圓形的；和使用進化算法計算工件速度曲線(60、90、120)，所述工件速度曲線對應(yīng)于在所述機加工期間，所述工件在所述工件的至少一部分旋轉(zhuǎn)期間被所述工件安裝架旋轉(zhuǎn)的速度。然后，所述機床(2)在對所述工件進行機加工期間根據(jù)所述工件速度曲線使所述工件旋轉(zhuǎn)(20)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及機床及其操作方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種在旋轉(zhuǎn)工件上形成非圓形的周向表面的機床。

背景技術(shù)

通過機床在旋轉(zhuǎn)的工件上形成的非圓形輪廓的眾所周知的示例是凸輪軸上的凸輪凸角。凸輪輪廓通常由一系列升程值來描述，這些值表示凸輪表面圍繞凸輪表面以一系列角度定義的增量沿徑向與“基圓直徑”間隔隔開的距離。例如，一系列升程值可以在指定360個升程值的升程表中列出為凸輪旋轉(zhuǎn)每一度一個升程值。

具有砂輪的機床可以用于當(dāng)工件繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)時，通過控制砂輪的進給位置而在工件上形成所需的凸輪輪廓。在US 3,619,581中披露了一種用于在工件上產(chǎn)生凸輪輪廓的數(shù)控系統(tǒng)。非圓形工件輪廓與圓形砂輪之間的接觸點的位置將隨著工件旋轉(zhuǎn)繞砂輪周向運動，并且在確定砂輪相對于工件的進給運動時需要考慮這種周向運動。

砂輪朝著工件逐漸進給，以便接近工件的目標完成輪廓。以向完成尺寸逐漸變小的一系列增量實現(xiàn)進給，以用于拋光(sparking out)的在完成尺寸的工件的一或兩圈旋轉(zhuǎn)來結(jié)束。增量的大小(即“切削深度”)確定了材料去除率，該材料去除率應(yīng)保持在閾值以下，以避免對工件造成熱損傷或砂輪過度磨損。US 4,905,418描述了一種借助于數(shù)控凸輪軸磨床磨削凸輪軸的凸輪的過程。

發(fā)明內(nèi)容

本公開提供了一種用于機加工工件的機床，所述機床包括：刀具安裝架，所述刀具安裝架用于承載刀具；工件安裝架，所述工件安裝架用于承載工件并使所述工件繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動機構(gòu)，所述驅(qū)動機構(gòu)用于使所述刀具安裝架和所述工件安裝架中的至少一者相對于另一者而運動；以及控制裝置，所述控制裝置用于控制所述工件安裝架和所述驅(qū)動機構(gòu)，其中，所述機床被配置為：

在所述控制裝置中接收輸入數(shù)據(jù)，所述輸入數(shù)據(jù)限定待機加工到所述工件上的輪廓，所述輪廓被限定在垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸線的平面中、并且在所述平面內(nèi)為非圓形的；

通過所述控制裝置，使用進化算法計算工件速度曲線，所述工件速度曲線對應(yīng)于在安裝在所述刀具安裝架中的刀具對所述工件進行機加工期間，所述工件在所述工件的至少一部分旋轉(zhuǎn)期間被所述工件安裝架旋轉(zhuǎn)的速度；以及

在安裝在所述刀具安裝架中的刀具對工件進行機加工期間，通過所述工件安裝架根據(jù)所述工件速度曲線使所述工件旋轉(zhuǎn)。

所述工件速度曲線取決于幾個參數(shù)，進化算法特別有益于這些情況，因為進化算法能夠確定由多個參數(shù)限定的復(fù)雜搜索空間內(nèi)的解。

優(yōu)選地，所述進化算法為遺傳算法。

根據(jù)優(yōu)選示例，進化算法生成候選工件速度曲線種群，并且每個候選工件速度曲線的擬合度都由控制裝置參考所述工件的旋轉(zhuǎn)持續(xù)時間根據(jù)所述候選工件速度曲線來確定。然后，根據(jù)擬合度度量或函數(shù)獲得最高排名的候選工件速度曲線可以被進化算法用于生成候選工件速度曲線的另一種群，并且然后可以確定所述另一種群中每個候選工件速度曲線的擬合度以識別最合適的候選工件速度曲線。以這種方式，所述速度曲線從每一種群演變?yōu)橄乱环N群。因此，進化算法能夠探索搜索空間以找到對于給定的工件曲線為工件的旋轉(zhuǎn)提供了較短的持續(xù)時間的速度曲線。